[發明專利]去除雙大馬士革工藝中聚合物殘留的方法

在審

• 申請號: 201410217630.4
• 申請日: 2014-05-20
• 公開（公告）號: CN104051238A
• 公開（公告）日: 2014-09-17
• 發明（設計）人: 王洲男;倪棋梁;龍吟;陳宏璘
• 申請（專利權）人: 上海華力微電子有限公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;H01L21/768
• 代理公司: 上海天辰知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31275
• 代理人: 吳世華;林彥之

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，特別涉及一種改善雙大馬士革工藝中聚合物殘留的方法。

背景技術

隨著集成電路工藝的發展以及關鍵尺寸不斷減小，雙大馬士革工藝技術被更多地應用于后段金屬連接的工藝制程中。請參閱圖1-6，為目前業界雙大馬士革刻蝕工藝的過程示意圖，其包括：

步驟L01：請參閱圖1，經光刻工藝，圖案化光刻膠2；

步驟L02：請參閱圖2，在襯底1中刻蝕通孔3；

步驟L03：請參閱圖3，去除光刻膠2；

步驟L04：請參閱圖4，繼續刻蝕出溝槽4；

步驟L05：采用有機藥液對襯底1進行清洗；

步驟L06：請參閱圖5，在溝槽4中沉積金屬籽晶層5；

步驟L07：請參閱圖6，在溝槽4中填充金屬6。

上述工藝過程中，不可避免地會產生有機聚合物而沉積在襯底上，比如在溝槽表面、襯底邊緣等位置；如果不及時處理掉這些聚合物，在后續的工藝過程中，這些聚合物就會不斷與空氣中的氧和水發生結合，并逐步反應生成片狀有機物雜質，掉落于襯底表面，形成膜狀覆蓋物，在后續工藝完成后，由于聚合物的阻礙，形成了大面積的金屬缺失，如圖7所示，為金屬缺失的掃描電鏡圖片(SEM)，其中，a指的是缺失金屬的部位。通過研究發現，請參閱圖8-9，為聚合物導致缺陷形成的過程示意圖，經大馬士革工藝之后，在聚合物j下方會形成空洞缺陷，也即是填充不完全，在缺陷位置處，其溝槽刻蝕完好，而溝槽內壁無金屬籽晶層生長、也無金屬填充，這說明，空洞缺陷的形成是由于：在溝槽刻蝕之后且在金屬籽晶層沉積之前，有聚合物掉落在襯底表面，將溝槽頂部開口封住，從而造成后續的金屬籽晶層無法在溝槽內生長，以及金屬無法填充進溝槽內。

大馬士革工藝中，聚合物的存在，使得后續的金屬覆蓋完全被阻隔，聚合物下方形成空洞，這將嚴重影響雙大馬士革工藝的完整性和可靠性。

通常，在雙大馬士革工藝中，在刻蝕溝槽工藝之后，要對襯底進行清洗，以去除刻蝕過程中形成的聚合物，業界采用有機藥液ST150以及H₂O來清洗襯底，雖然可以去除大部分的生成的有機聚合物，但是，在襯底表面仍有聚合物殘留，這些殘留聚合物在后續的工藝過程中，會和空氣中的氧持續發生反應，因此，上述缺陷仍然會產生。

發明內容

為了克服以上問題，本發明的目的是在雙大馬士革工藝中的刻蝕溝槽工藝之后，改進對襯底的清洗方法，從而完全去除聚合物殘留。

為了實現上述目的，本發明的技術方案如下：

本發明提供了一種刻蝕工藝的清洗方法，其包括：

在半導體器件襯底上涂覆光刻膠；

經光刻工藝，圖案化光刻膠；

經刻蝕工藝，刻蝕所述半導體器件襯底；

去除所述光刻膠；

采用有機藥液和水對所述半導體器件襯底進行第一清洗過程；

采用低濃度氫氟酸溶液對所述半導體器件襯底進行第二清洗過程。

優選地，所述刻蝕工藝為大馬士革工藝，其具體包括以下步驟：

步驟A01：在半導體器件襯底中涂覆光刻膠，并圖案化所述光刻膠；

步驟A02：經刻蝕工藝，在所述半導體器件襯底中刻蝕出溝槽，去除所述光刻膠；

步驟A03：采用所述有機藥液對所述半導體器件襯底進行第一清洗過程；

步驟A04：采用低濃度氫氟酸溶液對所述半導體器件襯底進行第二清洗過程；

步驟A05：進行金屬籽晶生長和金屬填充。

優選地，所述刻蝕工藝為雙大馬士革工藝，其具體包括以下步驟：

步驟B01：在半導體器件襯底中涂覆光刻膠，并圖案化所述光刻膠；

步驟B02：經刻蝕工藝，在所述半導體器件襯底中刻蝕出通孔，去除所述光刻膠，然后再刻蝕出溝槽；

步驟B03：采用所述有機藥液對所述半導體器件襯底進行第一清洗過程；

步驟B04：采用低濃度氫氟酸溶液對所述半導體器件襯底進行第二清洗過程；

步驟B05：進行金屬籽晶生長和金屬填充。

優選地，所述的第一清洗過程中，采用的有機藥液為ST150或ST250。

優選地，所述第二清洗過程中，所述低濃度氫氟酸溶液中，氫氟酸與水的比例為1:(280～310)。

優選地，所述第二清洗過程中，所采用的清洗時間為10-30秒。

優選地，所述第二清洗過程中，所采用的溫度為室溫。